《配氣機(jī)構(gòu)》課件.ppt

1、汽 車 構(gòu) 造,內(nèi)容回顧,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功能？ （1）把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，從而向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。 （2）在做功沖程將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。 （3）在其他三個(gè)輔助沖程中，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，為做功沖程做準(zhǔn)備。,汽 車 構(gòu) 造,內(nèi)容回顧,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成？ 機(jī)體組：氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋、油底殼、氣缸套。 活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿組等 曲軸飛輪組：曲軸、曲軸軸承、飛輪、 曲軸油封、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器、曲軸平衡機(jī)構(gòu)等。,汽 車 構(gòu) 造,內(nèi)容回顧,曲拐布置與多缸發(fā)

2、動(dòng)機(jī)的工作順序的關(guān)系 各曲拐的相對(duì)位置或曲拐布置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。 1)應(yīng)該使接連作功的兩個(gè)氣缸相距盡可能的遠(yuǎn) 2)各氣缸發(fā)火的間隔時(shí)間應(yīng)該相同。 3)V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸應(yīng)交替發(fā)火。,汽 車 構(gòu) 造,充氣效率,（1）充氣效率v= M/M0M：進(jìn)氣過(guò)程中，實(shí)際充入氣缸的進(jìn)氣量；M0：進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論進(jìn)氣量。 （2）對(duì)充氣效率的分析v1（汽油機(jī)0.7-0.85，柴油機(jī)0.7-0.9） （3）提高v方法減少進(jìn)氣和排氣阻力進(jìn)排氣門的開啟時(shí)刻和持續(xù)開啟時(shí)間適當(dāng),汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),功用： 適時(shí)開關(guān)進(jìn)、排氣門 保證進(jìn)氣充足，排氣徹底 組成： 氣門組：氣門

3、、氣門彈簧座、 氣門彈簧、氣門導(dǎo)管等 氣門傳動(dòng)組：凸輪軸、挺柱、 推桿、搖臂組等,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),視頻,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),類型 （1）氣門布置形式：氣門頂置式；氣門側(cè)置式 （2）凸輪軸布置位置：凸輪軸上置式；凸輪軸下置式；凸輪軸中置式 （3）凸輪軸傳動(dòng)方式：齒形帶傳動(dòng)式；鏈傳動(dòng)式；齒輪傳動(dòng)式 （4）氣門驅(qū)動(dòng)方式：搖臂驅(qū)動(dòng)式；擺臂驅(qū)動(dòng)式；直接驅(qū)動(dòng)式 （5）每缸氣門數(shù)及其排列方式：兩氣門式；多氣門式,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸位于曲軸箱內(nèi)主要優(yōu)點(diǎn)： 凸輪軸離曲軸較近， 一般用一對(duì)齒輪驅(qū)動(dòng) 主要缺點(diǎn)： 運(yùn)動(dòng)件多，凸輪軸至 氣門的傳動(dòng)鏈長(zhǎng)， 整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度

4、差， 多用于較低轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī),汽 車 構(gòu) 造,工作過(guò)程：,配氣機(jī)構(gòu),汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)： 凸輪軸位于缸體上部， 與凸輪軸下置式相比： 減少了推桿（或推桿較短） 從而減輕了配氣機(jī)構(gòu)得往復(fù) 運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，增大了機(jī)構(gòu)得剛度 更適用于較高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī),汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸安置在氣缸蓋上， 主要優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少，凸輪軸至氣門的傳動(dòng)鏈短，整個(gè)機(jī)構(gòu)得剛度大，適合于高速發(fā)動(dòng)機(jī) 主要缺點(diǎn):凸輪軸與曲軸傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，一般用齒形帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng),汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),視頻,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),齒形帶傳動(dòng)式 用于上置式凸輪軸的傳動(dòng) 主要優(yōu)點(diǎn)：噪聲小、

5、質(zhì)量 輕、成本低、工作可靠、 不需要潤(rùn)滑；齒形帶伸長(zhǎng) 量小，適合有精確定時(shí)要 求的傳動(dòng)；轎車發(fā)動(dòng)機(jī)多 采用。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),視頻,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),鏈傳動(dòng)式 用于中置式和上置式 凸輪軸的傳動(dòng)，尤其 是上置式凸輪軸的 高速汽油機(jī)采用較多。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),視頻,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),齒輪傳動(dòng)式 用于下置式和中置式 凸輪軸的傳動(dòng)，汽油機(jī) 只用一對(duì)定時(shí)齒輪，即 曲軸正時(shí)齒輪和凸輪軸 正時(shí)齒輪。柴油機(jī)還需 要驅(qū)動(dòng)噴油泵，所以 增加一個(gè)中間齒輪。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),搖臂驅(qū)動(dòng)式,搖臂驅(qū)動(dòng)、單凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)；凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂，搖臂驅(qū)動(dòng)氣門。還可凸輪軸推動(dòng)挺柱

6、，挺柱推動(dòng)搖臂，搖臂再驅(qū)動(dòng)氣門。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),擺臂驅(qū)動(dòng)式,擺臂驅(qū)動(dòng)、雙凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)；擺臂驅(qū)動(dòng)比搖臂驅(qū)動(dòng)剛度更好，更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用廣泛。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),直接驅(qū)動(dòng)式,直接驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)；凸輪軸通過(guò)挺住驅(qū)動(dòng)氣門；直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)的剛度大，驅(qū)動(dòng)氣門的能量損失最小，在高度強(qiáng)化的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用廣泛。,汽 車 構(gòu) 造,配氣機(jī)構(gòu),每缸氣門數(shù) 及其排列方式,汽 車 構(gòu) 造,配氣相位,配氣相位：以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開閉時(shí)刻及其開啟的持續(xù)時(shí)間稱作配氣定時(shí)。 進(jìn)氣時(shí)：進(jìn)氣門提前角打開，滯后角關(guān)閉。進(jìn)氣時(shí)間為：+180+ 排氣時(shí)：排氣門提前角

7、開啟，滯后角關(guān)閉， 排氣時(shí)間為：+180+ 氣門重疊：活塞在排氣上止點(diǎn)附近出現(xiàn)進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象 氣門重疊角：重疊期間的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角，它等于進(jìn)氣提前角與排氣遲后角之和+ ,汽 車 構(gòu) 造,配氣相位,視頻,汽 車 構(gòu) 造,氣門間隙,氣門間隙:冷態(tài)時(shí)，當(dāng)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門與傳動(dòng)件之間的間隙 氣門間隙過(guò)?。郝狻忾T燒壞 氣門間隙過(guò)大：傳動(dòng)零件之間、氣門和氣門座之間撞擊嚴(yán)重，加速磨損,汽 車 構(gòu) 造,氣門間隙,氣門間隙的調(diào)整 （1）氣門間隙調(diào)整螺釘 在搖臂或擺臂上驅(qū)動(dòng)氣門的一端，安裝有氣門間隙調(diào)整 螺釘及其鎖緊螺母，用扳手松開鎖緊螺母，用改錐調(diào)整 氣門間隙調(diào)整螺釘，同時(shí)用塞規(guī)測(cè)

8、試氣門間隙符合標(biāo)準(zhǔn)再用鎖緊螺母緊固調(diào)整螺釘。 如廣州本田雅閣發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙：進(jìn)氣門:0.260.02mm；排氣門: 0.300.02mm,汽 車 構(gòu) 造,氣門間隙,視頻,汽 車 構(gòu) 造,氣門間隙,視頻,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,組成： 要求： 1.氣門頭部與氣門座貼合嚴(yán)密 2.氣門導(dǎo)管與氣門桿導(dǎo)向良好 3.氣門彈簧的彈力足夠。 4.氣門彈簧兩端與氣門桿的 中心垂直,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門 工作條件:氣門工作溫度很高（進(jìn)氣門300400，排氣門：600800）；承受氣缸壓力、彈簧力、傳動(dòng)組零件慣性力 ；冷卻和潤(rùn)滑條件差、易受腐蝕。 氣門材料：足夠的強(qiáng)度剛度、耐熱、耐磨能力 ；進(jìn)氣門：合金鋼(

9、鉻鋼或鎳鉻鋼) ；排氣門：耐熱合金鋼(硅鉻鋼)。有的排氣門頭部用耐熱合金鋼；桿部用鉻鋼。,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門構(gòu)造 1.氣門頂面： 平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、受熱面積小、質(zhì)量小；目前應(yīng)用最多。進(jìn)排氣門均可用 凹頂：頭部與桿部有較大的過(guò)渡圓弧，可以減小進(jìn)氣阻力；頭部彈性較大，能較好適應(yīng)氣門座圈的變形。適用于進(jìn)氣門，不宜用于排氣門 凸頂：頭部剛度大，排氣阻力??；但受熱面積大，質(zhì)量大，加工較復(fù)雜。適用于排氣門,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,2.氣門錐面 氣門錐角：氣門錐面與氣門頂面之間的夾角。一般為45，少數(shù)進(jìn)氣門為30 較小氣門錐角：氣門通過(guò)斷面較大，進(jìn)氣阻力較 小，可以

10、增加進(jìn)氣量。但氣門頭部邊緣較薄，剛 度較差，致使密封性變差 。 較大氣門錐角：可提高氣門頭部邊緣的剛度，氣 門落座時(shí)有較好的自動(dòng)對(duì)中作用及較大的接觸壓 力。有利于密封與傳熱及擠掉密封錐面上的積炭。,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門傳熱 氣門頭部接受的熱量，一部分 經(jīng)氣門座圈傳給氣缸蓋，另一 部分通過(guò)氣門桿和氣門導(dǎo)管也 傳給氣缸蓋，最終被氣缸蓋水 套中的冷卻液帶走。 氣門密封錐面必須嚴(yán)密貼合：研磨氣門與氣門座圈 氣門桿與氣門導(dǎo)管配合間隙?。簻p少熱阻,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,特殊氣門 中空氣門桿氣門：減輕氣門質(zhì)量， 減小氣門運(yùn)動(dòng)慣性力，應(yīng)用某些高 度強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。 充鈉排氣門：冷

11、卻效果明顯，應(yīng)用 某些風(fēng)冷和轎車發(fā)動(dòng)機(jī)。鈉熔點(diǎn)： 97.8 ，沸點(diǎn)：880 。,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,多氣門結(jié)構(gòu) 兩氣門：進(jìn)氣門比排氣門大，減小進(jìn)氣阻力增大進(jìn)氣量 多氣門：現(xiàn)代高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門 3氣門：2個(gè)進(jìn)氣門，1個(gè)排氣門, 排氣門比進(jìn)氣門大，進(jìn)氣量有明顯增加，火花塞很難布置在中央,對(duì)燃燒不利 4氣門和5氣門：其中尤以四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為數(shù)最多,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門座與氣門座圈 氣門座的功用：與氣門配合對(duì)氣缸起密封作用 ；接受氣門傳來(lái)的熱量進(jìn)行散熱 。 工作條件 ：工作溫度很高，承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損 。,汽 車 構(gòu) 造,氣門

12、組,氣門座圈 氣門座圈(鋁氣缸蓋 和多數(shù)鑄鐵缸蓋)材料：合金鑄鐵、粉末冶金、奧氏體鋼 部分鑄鐵缸蓋不鑲氣門座圈,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門導(dǎo)管 功用：對(duì)氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門作直線 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣門和氣門座能正確貼合；將氣門桿接受的熱量部分傳給氣缸蓋 工作條件：工作溫度較高， 潤(rùn)滑條件較差(靠配氣機(jī)構(gòu)飛 濺機(jī)油潤(rùn)滑)，容易磨損 材料：灰鑄鐵，球墨鑄鐵， 鐵基粉末冶金,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門導(dǎo)管結(jié)構(gòu) 與氣缸蓋承孔過(guò)盈配合，有的發(fā)動(dòng)機(jī)不設(shè)氣門導(dǎo)管 有的氣門導(dǎo)管設(shè)有卡環(huán)槽：防松落 有的排氣氣門導(dǎo)管設(shè)有排渣槽：清除沉積物和積炭,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門油封 功用：氣門桿與氣門導(dǎo)管孔需要潤(rùn)

13、滑，機(jī)油又不能太多，否則機(jī)油消耗量增加；為了控制和減少機(jī)油消耗量，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝有氣門油封。,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門彈簧 功用：保證氣門關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門座貼合；克服在氣門開啟時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力；使傳動(dòng)件始終受凸輪控制而不相互脫離 。 工作條件：承受交變載荷；為保證其可靠的工作，應(yīng)具有合適的剛度和足夠的抗疲勞強(qiáng)度；避免彈簧銹蝕；兩端面必須磨光并與軸線垂直 。 材料：優(yōu)質(zhì)冷拔彈簧鋼絲如高碳錳鋼、鉻釩鋼等并經(jīng)熱處理；鋼絲表面拋光處理；表面鍍鋅、磷化,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,汽 車 構(gòu) 造,氣門組,氣門彈簧結(jié)構(gòu) 等螺距圓柱形螺旋彈簧：會(huì)發(fā)生共振。 防止共振發(fā)生，

14、采取如下結(jié)構(gòu)措施： 變螺距氣門彈簧：螺距小端向缸蓋頂面 錐形氣門彈簧：彈簧大端向缸蓋頂面 雙氣門彈簧：彈簧旋向相反 氣門彈簧振動(dòng)阻尼器,汽 車 構(gòu) 造,氣門傳動(dòng)組,功用：使氣門按發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位規(guī)定得時(shí)刻開、閉，并保證有足夠得開啟高度。 組成 凸輪軸下置式:凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等 凸輪軸上置式:凸輪軸、挺柱、搖臂和搖臂軸等 凸輪軸上置直接驅(qū)動(dòng)氣門式：凸輪軸、挺柱等,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,功用：配置有各缸進(jìn)、排氣凸輪，使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時(shí)開閉 。 工作條件:承受周期性的沖擊載荷;表面磨損比較嚴(yán)重。 要求：要求表面耐磨，足夠韌性剛度；由優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼鍛造；用合金鑄鐵或

15、球墨鑄鐵鑄造；凸輪表面經(jīng)熱處理后磨光。,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,控制進(jìn)排氣門開閉時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間及開閉的速度 r0：實(shí)際基圓半徑r0:理論基圓半徑AB/DE：緩沖段，氣門運(yùn)動(dòng)速度小，防止強(qiáng)烈沖擊BCD：工作段挺柱：A點(diǎn)開始升起，E點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)氣門：最遲在B點(diǎn)開始升起，最早在D點(diǎn)完全關(guān)閉,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,2）同名凸輪的相對(duì)位置 與凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序、氣缸數(shù)、作功間隔角有關(guān) 四缸機(jī):發(fā)火順序：1-3-4-2作功間隔角：180曲軸轉(zhuǎn)角(90凸輪軸轉(zhuǎn)角)同名凸輪夾角：90 六缸機(jī):發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4作功間隔角：120曲軸轉(zhuǎn)

16、角(60凸輪軸轉(zhuǎn)角)同名凸輪夾角：60,汽 車 構(gòu) 造,凸輪軸,汽 車 構(gòu) 造,挺柱,3.挺柱 （1）挺柱的功用 是凸輪的從動(dòng)件，將來(lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿或氣門 （2）挺柱的工作條件及材料 1）工作條件 摩擦和磨損都相當(dāng)嚴(yán)重承受凸輪側(cè)向力而偏磨 2）材料 挺柱工作面應(yīng)耐磨損并得到良好潤(rùn)滑碳鋼 合金鋼 鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵,汽 車 構(gòu) 造,挺柱,汽 車 構(gòu) 造,挺柱,汽 車 構(gòu) 造,挺柱,零氣門間隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工精度高磨損后無(wú)法調(diào)整 只能更換,汽 車 構(gòu) 造,搖臂,（1）搖臂的功用 將推桿或凸輪傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)和作用力，改變方向傳給氣門使其開啟 （2）搖臂的工作條件及材料 1）工作條件 承

17、受很大彎矩 足夠強(qiáng)度 足夠剛度 較小質(zhì)量 2）材料 鍛鋼 鑄鐵 鋁合金,汽 車 構(gòu) 造,可變配氣正時(shí)及升程的電子控制系統(tǒng),1.VTEC功用 VTEC使配氣正時(shí)和氣門升程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化作出相應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整，使氣缸的充氣量同時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速下的不同需要，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,汽 車 構(gòu) 造,可變配氣正時(shí)及升程的電子控制系統(tǒng),低轉(zhuǎn)速下VTEC原理 正時(shí)活塞無(wú)油壓作用同步活塞在圖示位置主、輔搖臂分別由主、輔進(jìn)氣凸輪驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門按正常的時(shí)間和高度開啟輔助進(jìn)氣門由于輔助凸輪的高度小而稍稍打開，以防止燃油阻塞進(jìn)氣口中間進(jìn)氣搖臂由中間凸輪驅(qū)動(dòng)，但對(duì)進(jìn)氣門的開啟無(wú)任何作用進(jìn)排氣門重疊角和升程都較小，滿足了低速工況的需要,汽 車 構(gòu) 造,可變配氣正時(shí)及升程的電子控制系統(tǒng),3. 高轉(zhuǎn)速下VTEC原理 ECM輸出控制信號(hào)，使VTEC電磁閥打開來(lái)自機(jī)油泵的油壓作用于正時(shí)活塞，使正時(shí)活塞和同步活塞右移同步活塞將3個(gè)搖臂連鎖，成為一體主、輔